Il est connu d'utiliser des alliages à base de cuivre de différentes compositions pour former des guides d'encre tubulaires, des réservoirs d'encre et des pointes d'instruments d'écriture. Certains alliages connus présentent toutefois l'inconvénient d'être incompatibles avec les encres à faible viscosité utilisées dans les stylos à bille de nouvelle génération.

L'incompatibilité entre l'alliage et l'encre peut alors réduire l'efficacité fonctionnelle et le confort d'écriture de l'instrument. Les fuites d'encre qui peuvent en suivre provoquent une dégradation de la qualité de l'écriture et, dans les cas plus graves, des taches et des salissures.

La résistance aux encres en gel peut être améliorée en augmentant la teneur en cuivre de l'alliage, comme par exemple dans les laitons a et dans les maillechorts a. Cette solution présente toutefois l'inconvénient de réduire la susceptibilité à la déformation à chaud de l'alliage. La mauvaise déformabilité à chaud des alliages de l'art antérieur implique des coûts de production plus importants.

Une autre limitation du laiton est que leur coloration jaune n'est pas appréciée par tous les consommateurs.

Un but de la présente invention est de proposer un alliage et des composants de stylo à bille exempts des limitations de l'art antérieur.

Selon l'invention ces buts sont atteints par les alliages, les dispositifs et les méthodes faisant l'objet des revendication dans les catégories correspondantes, et par exemple par un alliage comprenant : entre 44.1 et 45.6 parties en poids de Cu ; entre 35.6 et 37.1 parties en poids de Zn ;

entre 11.8 et 12.7 parties en poids de Ni ; entre 4.6 et 5.4 parties en poids de Mn.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture des revendications ci-jointes et de la description donnée à titre d'exemple et illustrée par les figures annexées.

La figure 1 représente une coupe métallographique d'un alliage selon l'invention dans une structure monophasée a.

La figure 1a représente une micrographie correspondant à la figure 1.

La figure 2 représente une coupe métallographique d'un maillechort de l'art antérieur dans une structure biphasée omis.

La figure 2a représente une micrographie correspondant à la figure 2.

La figure 3 représente une coupe métallographique d'un maillechort biphasé de l'art antérieur corrodé suite à l'exposition à une encre.

La figure 3a représente une micrographie correspondant à la figure 3.

La figure 4 représente un diagramme du taux de phase ß d'un alliage selon l'invention selon la température du traitement thermique.

Selon un aspect de l'invention, l'alliage selon l'invention est un maillechort de couleur blanc, gris ou argentée, dont la composition est :

Tableau 1 % poids min max Cu 43.00 48.00 Zn 33.00 38.00 Ni 10.00 15.00 Mn 3.50 6.50 Pb 0. 00 4.00 Cet alliage a la caractéristique d'avoir deux types de microstructures contrôlables par traitement thermique. La première, la structure monophasée oc, est composé essentiellement d'une seule phase cristalline de structure uniforme. La figure 1 représente une microphotographie d'une coupe métallographique de l'alliage selon l'invention présentant la a structure a. On peur constater que l'alliage se compose essentiellement d'une solution solide uniforme de ses composantes 10, mis à part les particules noires de plomb 82.

L'alliage selon l'invention peut aussi présenter la structure biphasée oc/ß. Cette structure, représentée sur la figure 2, comporte des grains d'une deuxième phase 20, la a phase) 3, dont la teneur en cuivre est inférieure à celle de la phase α et qui sont distinguables sur la figure 2 par leur couleur plus foncée.

Les différentes structures de l'alliage selon l'invention sont adaptées à des procédés de formage et d'usinage spécifiques. En particulier la structure biphasée oe/ß est favorable à la déformation à chaud, alors que la structure monophasée a est favorable à la déformation à froid.

L'adjonction de plomb dans l'alliage facilite les opérations d'usinage, par exemple de décolletage. Il serait toutefois aussi possible d'éliminer le plomb, ou de réduire sa teneur, lorsque cette caractéristique n'est pas requise.

L'alliage selon l'invention peut donc se présenter dans les deux structures monophasée a et biphasée oc/ß. II est toutefois possible de

contrôler la structure par un traitement thermique entre 570 °C et 780 °C pendant 1-3 heures, suivi d'un refroidissement rapide jusqu'à température ambiante. A la suite de ce traitement la structure de l'alliage est essentiellement a.

L'invention comprend aussi des alliages auxquels, aux éléments de la nature et dans les proportions définies par le tableau 1 ci-dessus, s'ajoutent des faibles quantités d'autres éléments, métalliques ou non, tels que Magnésium, Aluminium, Fer, Phosphore, ou tout autre élément ou espèce chimique.

Dans un deuxième exemple d'alliage selon l'invention, la composition de l'alliage est déterminée, sauf les impuretés inévitables, par le tableau 2 ci-dessus.

Tableau 2 % poids minmax Cu 44.10 45.60 Zn 35.60 37.10 Ni 11. 80 12. 70 Mn 4. 60 5. 40 Pb 1. 35 1. 85 La figure 4 représente le taux de phase P en fonction de la température de traitement thermique. Le choix de la température du traitement thermique permet de modifier la proportion de la phase ß, et par conséquent, d'obtenir des matériaux de caractéristiques différentes. En particulier le traitement thermique dans la page de températures TT à des températures comprises entre 630 °C et 720 °C donne lieu à une structure monophasée a. La plage de températures E est favorable à l'extrusion.

Le diagramme de la figure 4 est spécifique à la composition d'alliage spécifiée dans le tableau 2. Selon un autre aspect de l'invention il serait aussi possible d'adopter des différentes proportions de Cu, Zn, Ni, Mn et Pb et d'obtenir un alliage dont la proportion des phases a et P est modifiable par traitement thermique. En particulier on pourra varier

indépendamment la proportion de chacune des composantes de l'alliage dans la plage de valeurs indiquée dans le tableau 1, ou au delà. Les températures requises pour modifier la structure de l'alliage ainsi obtenu seront alors différentes.

L'alliage selon l'invention présente une résistance accrue à la corrosion due aux encres en gel lorsque il est dans la structure monophasée a. La phase P est en effet la seule qui est dissoute par les encres en gel. La figure 3 représente une coupe métallographique d'un maillechort oc/ß corrodé par réaction chimique avec l'encre. On peut observer que seule la phase 3 est attaquée et que sa dissolution laisse des cavités 25.

Bien que l'alliage de l'invention décrite ci-dessus se prête particulièrement à la réalisation des pointes d'instruments d'écriture, et notamment de stylo à bille, la présente invention ne se limite pas à cet usage spécifique, mais comprend aussi tout autre usage de l'alliage selon l'invention.

Selon un autre aspect de l'invention, l'alliage ayant la composition ci-dessus est d'abord coulé en billettes ou en lingots ou en une autre forme adaptée à la déformation à chaud.

Contrairement aux maillechorts ox, l'alliage selon l'invention offre une excellente déformabilité à haute température. Tous les procédés usuels de déformation à chaud sont possibles. Typiquement les billettes sont extrudées à chaud à une température comprise entre 720 °C et 870 °C, température à laquelle sa structure est biphasée octß. Les fils ainsi obtenus sont ensuite traités thermiquement entre 630 °C et 720 °C, comme expliqué ci-dessus, pour obtenir la structure monophasée a.

La structure monophasée a se prêtant à la déformation à froid, le matériau extrudé est alors tréfilé pour obtenir des barres ou des fils de diamètre convenable pour former des tubes de guides d'encre, des réservoirs d'encre, ou des pointes pour des instruments d'écriture.

Le matériau ainsi obtenu peut être aisément mis en oeuvre à froid par frappe, usinage, sertissage, tournage ou par tout autre procédé.

Les caractéristiques mécaniques de l'alliage selon l'invention traité comme ci-dessus dépendent de son taux d'écrouissage, selon le tableau suivant : Tableau 3 Etat résistance Allongement à la rupture mécanique [MPa] [%] Après traitement thermique 450-600 25-50 Taux de réduction de 20% 600-800 10-30 Après traitement thermique Taux de réduction de 40% 800-1100 1-20 Après traitement thermique La résistance mécanique et l'allongement à la rupture dans le tableau ci-dessus ont été déterminés selon la méthode standardisée EN10002-1